UDB Mantenimiento en Motores Eléctricos Ing. Jaime Jaime Tisnado Tisnado
Ob jetivo je tivo g e n e ral:
Al finalizar la capacitación, el participante será capaz de aplicar técnicas de mantenimiento y utilizar las herramientas para pruebas, diagnóstico y reparación de motores eléctricos de maquinaria industrial.
1.Fundamentos de motores eléctricos. 2.Mantenimiento de motores. 3.Rutinas de mantenimiento.
JORNALIZACIÓN: CAPITULO 1: - Principios básicos de los motores eléctricos. Clasificación. - Herramientas y equipos para el mantenimiento de motores eléctricos. . - Motores monofásicos. Partes y componentes. - Motores trifásicos. Partes y componentes. CAPITULO 2: - Conceptos sobre las pruebas eléctricas estáticas de diagnóstico en motores. - Pruebas de motores serie y shunt. Partes y componentes. - Pruebas de motores de inducción trifásicos. - Pruebas de motores monofásicos. CAPITULO 3:
Mantenimiento de motores: - Ejecución de pruebas eléctricas estáticas de diagnóstico en motores.
CAPITULO 4: - Ejecución de pruebas eléctricas dinámicas de diagnóstico en motores. - Alineamiento de partes en movimiento. CAPITULO 5:
Rutinas de mantenimiento.
Capítulo 1: Fundamentos de motores eléctricos Tema: -Principios básicos de los motores eléctricos. Clasificación. - Herramientas y equipos para el mantenimiento de motores eléctricos. - Motores monofásicos. Partes y componentes. - Motores trifásicos. Partes y componentes.
Objetivo: Conocer el principio de funcionamiento de los motores eléctricos.
Principios básicos de los motores eléctricos. Clasificación. El principio de funcionamiento del motor se basa en la ley de Faraday que indica que cualquier conductor que se mueve en el seno del campo magnético de un imán se generara una D.D.P entre sus extremos proporcional a la velocidad de desplazamiento.
Características Normalmente los motores se caracterizan por dos parámetros que expresan directamente sus propiedades. Son los siguientes: Velocidad de rotación Par motor La primera indica el número de vueltas por unidad de tiempo que produce el motor y depende por completo de la forma de construcción del mismo, de la tensión de alimentación, así como de la carga mecánica que se acople a su eje, aunque esto último no es aplicable a un tipo especial de motores denominados síncronos o sincrónicos. Las unidades empleadas son las revoluciones por minuto (r.p.m.) y las revoluciones por segundo (r.p.s.).
El par motor expresa la fuerza de actuación de éste y depende lógicamente de la potencia que sea capaz de desarrollar dicho motor, así como de la velocidad de rotación del mismo. M
P * 9.55
N R
Donde M es el par motor expresado en Newton por Metro., P es la potencia absorbida en Watts y NR es la velocidad en revoluciones por minuto.
Clasificación En función de la corriente empleada para la alimentación del motor, que define por completo a las características constructivas del mismo, se pueden clasificar los motores en tres grandes grupos: Motores de corriente continua. Motores de corriente alterna. Motores universales.
HERRAMIENTAS Y EQUIPOS PARA EL MANTENIMIENTO DE MOTORES ELÉCTRICOS Equipos de prueba de aislamiento Para realizar las pruebas de aislamiento se utilizan equipos que aplican altas tensiones directamente sobre el aislamiento, para hacer circular corrientes generalmente muy pequeñas que a su vez son medidas con gran precisión.
Técnicas de diagnostico: Para el análisis de los resultados obtenidos al realizar las pruebas de aislamiento, se han diseñado diferentes técnicas de diagnostico, entre las más usuales podemos encontrar:
Pruebas puntuales El análisis del estado del aislamiento se fundamenta en la comparación del valor medido, con un valor especifico.
Análisis de tendencias Son útiles para conocer la tasa de degradación del aislamiento y de esta forma predecir la finalización del tiempo de vida útil del aislamiento.
Índice de polarización El objetivo de esta prueba es evaluar la influencia de la polarización del material en la resistencia del aislamiento mediante la comparación de la corriente de fuga y la corriente de polarización. El análisis de esta prueba permite dar un diagnostico inicial del estado del aislamiento.
Pruebas de baja resistencia La baja resistencia eléctrica de un conductor está relacionada con la capacidad del elemento de transportar energía eléctrica sin altas pérdidas asociadas.
Equipos de prueba de baja resistencia De acuerdo a la naturaleza de la impedancia del equipo bajo prueba se utilizan diversos métodos para medir los bajos valores de resistencia, por ejemplo la medición de resistencia de contactos netamente resistivos se puede realizar mediante la aplicación de un elevado valor de corriente y la medición de bajos niveles de tensión.
Micróhmetro. 500 ADC
Micróhmetro. Puente de Kelvin
Pruebas puntuales El análisis del estado de la resistencia de contactos, de manera análoga al análisis realizado con la resistencia de aislamiento se basa en comparar el valor medido con un valor especifico, que puede ser el valor establecido por el fabricante del equipo bajo prueba, el valor recomendado por alguna norma local, nacional o internacional, o la comparación con los valores de resistencia de equipos similares.
Análisis de tendencias Son útiles para conocer la tasa de degradación del material conductor y de esta forma predecir la finalización del tiempo de su vida útil.
MOTORES MONOFÁSICOS. PARTES Y COMPONENTES MOTOR DE FASE PARTIDA Un motor fase partida es un motor de inducción monofásico con dos embobinados de. Estator, uno principal (M) y otro auxiliar de arranque (A). Ambos bobinados se conectan en paralelo y la tensión de la red se aplica a ambos. Alambre de menor diámetro para el embobinado auxiliar. La dirección de rotación del motor puede invertirse mediante la manipulación de las conexiones del embobinado auxiliar sin cambiar las conexiones del embobinado principal.
El devanado de arranque ayuda a arrancar al motor de C.A de fase partida y es removido del circuito por un switch centrífugo cuando el motor alcanza del 75% al 80% de su velocidad nominal. Los devanados de arranque y principal están desfasados en 90° aproximadamente MOTOR DE FUNCIONAMIENTO CAPACITIVO Algunas veces también son denominados motores capacitivos de división de fase permanente, éstos constituyen la extensión lógica de los motores de encendido capacitivo, pero donde el condensador permanece en funcionamiento durante todo el tiempo.
Estos motores se utilizan principalmente en poleas, ya que éstas no necesitan de un gran momento inicial, o en motores muy reducidos donde no existe el espacio suficiente para alojar un interruptor de centrifugado.
MOTOR CON CONDENSADOR PERMANENTE Los dos devanados tienen la misma sección y tiene el mismo número de espiras, es decir los dos devanados son idénticos. Tiene un par de arranque bajo, en el momento de arranque la corriente en la rama capacitiva es pequeña y el par de arranque es alrededor del 50% del par nominal.
MOTOR DE ARRANQUE CAPACITIVO El condensador de encendido tiene la ventaja de dar una corriente de encendido más baja y momento inicial mayor que su equivalente motor de división de fase.
MOTORES CAPACITIVOS Y DE ARRANQUE CAPACITIVO Estos utilizan un gran condensador de arranque para ofrecer un buen momento en el encendido y, tan pronto como el motor alcanza una velocidad óptima, cambia a un valor más pequeño que se adapta mejor a las condiciones de funcionamiento permanente. La ventaja principal del motor de capacitor de dos valores, es su alto par de arranque, aunado al trabajo poco ruidoso y al buen par de funcionamiento. Se clasifica como motor invertible porque cuando las terminales de la línea de un devanado se invierten, se pone a trabajar en reversa del modo acostumbrado. Entre las aplicaciones podemos mencionar las unidades domésticas de acondicionamiento de aire, en las que se emplea en el compresor.
MOTORES TRIFÁSICOS. PARTES Y COMPONENTES
Un motor de CA, tiene dos partes eléctricas básicas: un "estator" y un "rotor“.
Si nosotros cambiamos progresivamente la polaridad del estator de tal manera que su campo magnético combinado gira, entonces el rotor seguirá y rodará con el campo magnético del estator. Cuando el campo magnético del estator gira, el rotor es obligado a girar tras él.
En un motor de inducción la corriente real en el rotor no es causada por cualquier conexión directa de los conductores a una fuente de voltaje, sino por la influencia de los conductores del rotor que cortan las líneas de flujo producida por los campos magnéticos del estator. La corriente inducida que se produce en el rotor produce un campo magnético alrededor de los conductores del rotor. Este campo magnético alrededor de cada conductor del rotor producirá que cada conductor actué como un imán permanente.
Velocidad de los Motores En los motores asíncronos el campo giratorio lo produce un sistema de C.A. ¿ De que la de velocidad trifásica, cuyadepende velocidad giro de losdemotores trifásicos? dependerá la frecuencia de las corrientes y del número de pares de polos de que conste el motor. VELOCIDAD DE SINCRONISMO
n s
120 . f
¿Cómo se calcula? p
n s
120 . f
p
120 .( 25 )
2
3000
2
1500
¿Cómo se generan los campos magnéticos en los polos?
Estator de dos polos recorrida por una corriente Alterna senoidal con sus respectivas líneas de campo magnético
¿Cómo se generan los campos magnéticos en los polos? Bobinas distribuidas en dos polos, de doble capa, con sus respectivas líneas de campo magnético
¿Cómo se generan los campos magnéticos en los polos?
Estator de cuatro polos recorrida por una corriente Alterna senoidal con sus respectivas líneas de campo magnético
CAMPO MAGNÉTICO ROTATORIO DE DOS Y CUATRO POLOS
Entre mayor sea el núemro de POLOS más lento gira el rotor pero se tiene mayor fuerza.
Deslizamiento El rotor nunca girará a la velocidad de sincronismo, ya que si iguala la velocidad de giro del campo del estator, las líneas de fuerza no cortarían a los conductores y por lo tanto NO HABRIA GIRO. Se llama deslizamiento a la diferencia ¿A que entre se lelallama DESLIZAMIENTO? velocidad a la que gira el rotor y la velocidad de sincronismo, normalmente dada en % de la de sincronismo.
Deslizamiento S
N S N R
N S
*100%
Donde S
¿Cómo se Calcula? Deslizamiento
N S
Velocidad de Sincronismo
N R
Velocidad del Rotor
Ejemplo: Calcular el porcentaje de deslizamiento ( % s) de un motor de inducción de 2 polos 60 cps. Que gira a una velocidad de 3500 rpm.
El deslizamiento generalmente esta en un rango de 2 al 5%.
Solución: Es necesario encontrar primero la velocidad de sincronismo.
NS = 120 x f 120 x 60 =3600rpm nº de polos 2
El porcentaje de deslizamiento será: % S = Ns – N r x 100% Ns % S = 3600 – 3500 x 100% 3600 S = 2.78 %
Rotor El rotor es la parte del motor que va a girar y que está formada por paquetes de chapa magnética de forma cilíndrica en torno a un eje, con ranuras en las que se alojan conductores de aluminio cortocircuitados en sus extremos por medio de anillos (Jaula de ardilla). El rotor por si mismo no tiene un numero de polos, sino que adopta el numero de polos inducidos por las bobinas del estator.
Rotor de polos salientes.
Rotor de, 1200 rpm, 6 polos, 60 Hz.
Rotor de 10 polos, 720 rpm, 60 Hz.
Los motores de corriente alterna tienen la ventaja de una velocidad prácticamente constante; y el motor de inducción de jaula de ardilla, que es el tipo más comúnmente usado, no tiene conmutador ni carbones y, por consiguiente suprime todas las chispas y el riesgo de incendio consiguiente al mismo tiempo que reduce el número de partes sometidas a desgaste reduciendo el mantenimiento.
Conexión del Estator
Conexión del Estator
